地球芯的最高温度接近太阳表面,约5500°C。我们的脚下有一个阳光,一直散发出热量。问题在于,尽管从地质上讲,达到它的距离很小,但它是人类规模上的深渊。
地下的这种取之不尽的热量只是在等待某人钻得足够深,以产生可再生的电力。技术小组声称,现在可以使用真空管和微波炉来实现它来使岩石蒸发。何时以及如何进行工业应用?
在被关闭之前,Kola Superdeep Borehole渗透到地壳中超过12公里。图片来源:шLTEm /极,Trabajo Propio,CC BY-SA 4.0
这个困难的最好例子是一次工程冒险:科拉超级深度钻孔是1970年发起的苏联时代的科学努力,在被关闭之前,它穿透了超过12公里的地球地壳,因为它也是一个无底的钱坑。
除了获得地下岩石本质的科学知识外,科拉的体验还表明,您的钻井越深,它越难获得,尤其是因为岩石的硬度越来越高以及钻头在高温。
采矿工程的下一个前沿
因此,在150°C开始蒸发水并驱动电动涡轮机的深度加热,并需要进行工业过程,这需要钻孔能力的量子飞跃,甚至超出了经过测试和测试的打击乐和摩擦技术的范式转移。正如西班牙地质和矿业学院地热资源负责人CelestinoGarcíaDela Noceda解释说,这是世界上的下一个边境,或者至少是其中一个领域,用于世界上的采矿技术。
如果可以实现奖品,那将是什么?进入这种地下太阳及其无法取之证的能源,不受困扰可再生能源(例如太阳能和风能)的间歇性。这也将是无处不在的,因为井几乎可以在任何地方钻孔,而不仅仅是在地球热量更靠近地面的火山区域,例如冰岛。深度地热专家马特·霍德(Matt Houde)认为:“地下达到16公里将允许任何地方经济(工业上可行的)温度。”?
地热能会无处不在,因为不仅在火山区域,几乎可以在任何地方钻孔。学分:北极图像/盖蒂图像
尽管尚未达到这种钻井能力,但常规的地热取得了足够的进展,以增加对可再生能源组合的贡献。
陀螺仪驱动的钻孔
在2022年底,出现了新的发展。与马萨诸塞州理工学院(MIT)相关的公司Quaise Energy宣布了期待已久的范式转变。它使用陀螺仪驱动的钻孔,而不是传统但改进的钻头,该钻孔将微波梁投射到真空管中,该钻孔可以蒸发在深处发现的较硬,更结晶和热的岩石。这不是一种前所未有的技术。实际上,它是地热研究的主要线路之一。但是麻省理工学院说,经过15年的研究,它在实验室中实现了“达到前所未有的深度”的运营飞跃。
此外,Quaise Energy声称,尽管这些电磁陀螺仪尚未在每天24小时的真实深渊中使用,但它们的效率已经足够有效,可以在2024年至2026年之间井井有条。说,开始将技术部署在现有的电站以用蒸汽而不是天然气,尤其是煤炭驱动其涡轮机是可行的。
循环驱动的钻孔将微波横梁投射到真空管中,该真空管可以使在深度很深的岩石中蒸发更硬,更晶体和更热的岩石。图片来源:Fabian Strauch/图片联盟通过盖蒂图像
根据Quaise的说法,这种能力被整合到世界任何地方的现有或新建的电厂,尤其是在茂密的城市或工业区中,能源消耗量高,这将抵消大量钻探的投资,这也将变得越来越成本效益随着技术的成熟。在经济可行性方面的另一个优点是,从石油和天然气等其他钻井领域回收技术,专有技术和投资的潜力。
深钻孔的稳定性
在这些稀缺时期和寻找替代供应的时代,更不用说Panaceas,地热能量的承诺震耳欲聋。的确,在上次SOSV气候技术峰会上,一些地热专家在几十年来将对全球能源组合的潜在贡献置于20%。
其他专家敦促谨慎。使用加热玄武岩的实验室测试可能代表使用陀螺仪的重大突破,但是没人知道它们在12、16或20公里深的现实世界中如何表现。因此,麻省理工学院的技术挑战之一集中在深钻孔的稳定性上。
随着技术的成熟,这种将这种能力集成到世界任何地方的现有或新的电厂都将变得越来越成本效益。图片来源:安东彼得鲁斯/盖蒂图像
例如,加西亚·德拉诺凯达(Garcíade la Noceda)说,麻省理工学院突破的消息令许多研究人员感到惊讶。尽管已经对类似的技术进行了一段时间的测试,但仅限于实验室和适度的深度,但如果成功扩展了MIT的突破,则可能成为历史里程碑。但是,专家对飞行员宣布的时间表更加怀疑。“我们必须对该提案的工业发展保持充满希望,尽管围绕其发射似乎有过多的宣传。该行业一直在寻找数年以改善钻井系统,最重要的是降低成本。这就是为什么这样的新闻比其他更现实的新闻产生更大的期望的原因。”
搜索仍在继续。这种谨慎并没有损害深度地热能量可能成为能源过渡的新参与者的事实。根据专家的说法,它可以充当基本负载能源,并且还足够迅速地响应以至于较短的时期需求。但是,除了环境政治标准之外,还有一些因素,例如社会政治标准,可能会限制其发展,就像采矿和地下土壤行业一样。
胡安·帕勃罗·祖多(Juan Pablo Zurdo)